DNA的复制(经典)
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第四章 DNA的复制-
• DNA的解链过程，首先在拓扑异构酶I的作 用下解开负超螺旋，并与解链酶共同作 用，在复制起点处解开双链，一旦局部解 开双链，就必须有SSB蛋白来稳定解开的 单链，接着由引发酶等组成的引发体迅速 作用于两条单链DNA。 • 不论是前导链还是滞后链，都需要一段 RNA引物以开始子链DNA合成。
• 冈崎片段与半不连续复制 由于DNA双螺旋的两条是反向平行的，因此在复制 叉附近解开的DNA链一条是5’-3’方向，另一条是 3’-5’方向，决定了前导链的复制是连续的，而滞 后链的复制是不连续的。因此称为DNA的半不连续 复制。 冈崎片段 在DNA不连续复制过程中，沿着后随 链的模板链合成的新DNA片段。随后共价连接成完 整的单链。其长度在真核与原核生物当中存在差 别，真核冈崎片段长度约为100～200核苷酸残 基，而原核为1000～2000核苷酸残基。
末端长度可变
A typical telomere has a simple repeating structure with a G-T-rich strand that extends beyond the C-A-rich strand. The G-tail is generated by a limited degradation of the C-A-rich strand.
The rolling circle replicates DNA
Phage λ
A rolling circle appears as a circular molecule with a linear tail by electron microscopy.
某种蛋白质介入而在真正的末端启动复制
真核细胞中DNA的复制调控
• 真核细胞中DNA复制有3个水平的调控 （1）细胞生活周期水平的调控 即决定细胞停 留在G1期还是S期，许多外部因素和细胞因子 参与限制点的调控。 （2）染色体水平的调控 决定不同染色体或同一 染色体不同部位的复制子按一定的顺序在S期 起始复制 （3）复制子水平调控 决定复制的起始与否
DNA的复制PPT课件
结果变性前的杂交分子为一条中密度带，变性后 则分为两条区带，即重密度带（N15－DNA）和低 密度带（N14－DNA）。它们的实验只有用半保留 复制的理论才能得到圆满的解释。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
高中生物必修二第三章第3节 DNA分子的复制
活动任务----演绎推理：
请依据两种假说分别演绎推理15N标记的DNA在14N的培养 基中培养1代前后的DNA,并分别预测两种假说第0代和第1代 DNA密度梯度离心后的结果，并画在离心管相应的位置上。
实验结果：
大肠杆菌在含15NH4Cl的 培养液中生长若干代
转移到含14NH4Cl 的培养液中
15N/15N DNA
A.每条染色体的两条单体都有被标记
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
4、用P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的 DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的 培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后 期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记 的染色体条数分别是
2.半保留复制
新合成的DNA 分子一半新的， 一半旧的
3.分散复制
新合成的DNA分子新的和旧 的都有
1956年，两位年轻的美国分子生物学家梅塞尔森和斯塔 尔合作开展关于DNA复制的实验研究，实验结果于1958 年正式发表。
关键问题1： 肉眼看不见的DNA分子，用什么方法区分
亲代和子代的DNA单链？
（ ）个；第4次复制时需要游离的胞嘧 啶脱氧核苷酸的数目为 （ ）个
五、DNA复制与细胞分裂的关系:
进行第一次有丝分裂：
进行第二次有丝分裂：
1. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记 的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记 分布情况是（ ）
A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20 C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10
第二章DNA的复制
DNA Polymerase-palm domain
1. Contains two catalytic sites, one for addition of dNTPs and one for removal of the mispaired dNTP. 2. The polymerization site: (1) binds to two metal ions that alter the chemical environment around the catalytic site and lead to the catalysis. (2) Monitors the accuracy of base-pairing for the most recently added nucleotides by forming extensive hydrogen bond contacts with minor groove of the newly synthesized DNA. 3. Exonuclease site/proof reading site
原核生物中的三种DNA聚合酶
pol Ⅰ 5'→3'聚合酶活性 5'→3'外切酶活性 3'→5'外切酶活性 生理功能 + + +
去除引物,填补缺口 修复损伤 校正错误
pol Ⅱ + +
未知
pol Ⅲ + +
DNA 复制 校正错误
• 在真核生物中，目前发现的DNA聚合酶 有五种，分别命名为DNA聚合酶α（pol α），DNA聚合酶β（polβ），DNA聚合 酶γ（polγ），DNA聚合酶δ（pol δ）， DNA聚合酶ε（polε）。 • 参与染色体DNA复制的是polα（延长滞 后链）和polδ（延长前导链），参与线 粒体DNA复制的是polγ，polε与DNA损 伤修复、校读和填补缺口有关，polβ只 在其他聚合酶无活性时才发挥作用。
第三章 DNA的复制
（1）端粒和端粒酶的发现
1978 年 ， Blackburn 发现四膜虫大核中 rDNA 小分 子 末 端 的 端 粒 结 构 为 370520bp 的 (GGGGTT)n 重复片段。
加尾实验 1984
加尾实验 1985
四膜虫抽提液
酵母 末端重复序列
端 粒 酶 的 鉴 定
1985
端粒酶的分离纯化
TA
母代DNA 子代DNA
半保留复制的意义
按半保留复制方式，亲代DNA所含的信 息以极高的准确度传递给子代DNA分子,子 代保留了亲代的全部遗传信息 ，体现了遗 传的保守性。
遗传的保守性，是物种稳定性的分子基 础，但不是绝对的。
3.1.2 复制叉和复制体
复制叉：发生复制的 位点，或者称为生 长点。
后随链：背向复制叉，一段亲本DNA链先暴露 出来才能以相反方向合成DNA小片段，然后 这些小片段DNA连接形成完整的后随链。
冈崎的实验—脉冲标记实验
lig-突变体
冈崎的实验—脉冲追踪实验
3.1.5复制的起点、方向
复制起点（origin of replication，ori）
原核生物复制起始位点区特点
Dolly 1996-2003
端粒酶和永生
3.3 DNA复制的终止
ColE I
3.4 DNA复制的调控
质 粒 的 复 制 调 控
真核生物的DNA复制的调控
GLN1 GLN2 GLN3
cyclin
p34
MPF
cdc6,cdc8, cdc9,cdc21
3.2.2 多复制子复制的非一致性
每个复制子发动复制的先后时序有很大区别： 同一染色体上不同复制子之间 不同类型细胞之间
复制子的多少与DNA复制的速度有关 基因组的复制完成与细胞、组织及发育状态有 关。
(完整word)原核生物DNA的复制
原核生物DNA的复制1．与复制有关的酶及蛋白质：(1）拓扑异构酶：通过切断并连接DNA双链中的一股或双股,改变DNA分子拓扑构象,避免DNA分子打结、缠绕、连环,在复制的全程中都起作用.其种类有：拓扑异构酶I和拓扑异构酶II,拓扑异构酶I能切断DNA 双链中一股并再连接断端，反应不需ATP供能；拓扑异构酶II能使DNA双链同时发生断裂和再连接，需ATP 供能,并使DNA分子进入负超螺旋.(2) 解螺旋酶： DNA进行复制时，需亲代DNA的双链分别作模板来指导子代DNA分子的合成，解螺旋酶可以将DNA双链解开成为单链。
大肠杆菌中发现的解螺旋酶为DnaB。
（3）单链结合蛋白（SSB）：在复制中模板需处于单链状态,SSB可以模板的单链状态并保护模板不受核酸酶的降解.随着DNA双链的不断解开，SSB能不断的与之结合、解离。
(4）引物酶：是一种RNA聚合酶，在复制的起始点处以DNA为模板，催化合成一小段互补的RNA。
DNA 聚合酶不能催化两个游离的dNTP聚合反应,若没有引物就不能起始DNA合成。
引物酶能直接在单链DNA模板上催化游离的NTP合成一小段RNA,并由这一小段RNA引物提供3’-OH，经DNA聚合酶催化链的延伸.（5） DNA聚合酶：是依赖DNA的DNA聚合酶，简称为DNA pol，以DNA为模板，dNTP为原料，催化脱氧核苷酸加到引物或DNA链的3’—OH末端，合成互补的DNA新链，即5’→3'聚合活性。
原核生物的DNA 聚合酶有DNA polI、DNA pol II和DNA pol III，DNA pol III是复制延长中真正起催化作用的，除具有5’→3’聚合活性,还有3’→ 5’ 核酸外切酶活性和碱基选择功能,能够识别错配的碱基并切除，起即时校读的作用；DNA pol I具有5'→3’聚合活性、3’→ 5'和5'→3’核酸外切酶活性，5’→3’核酸外切酶活性可用于切除引物以及突变片段,起切除、修复作用。
第2章 DNA的复制
- 第四节 DNA的复制 真核生物复制的特点
1、复制叉移动速度大约只有50bp/s，不到大肠杆菌得1/20。 2、真核生物每条染色质上可以有多处复制起始点：人类DNA中 每间隔3万－30万个碱基就有一个复制起始点，而原核生物只有 一个起始点； 3、真核生物的染色体在全部完成复制之前，各个起始点上DNA 的复制不能再开始，而在快速生长的原核生物中，复制起始点上 可以连续开始新的DNA复制，表现为虽只有一个复制单元，但 可有多个复制叉。 4、真核生物DNA聚合酶的特性：5种DNA聚合酶 5、端粒酶保证染色体复制的完整性。
“多莉”的衰老 研究端粒丢失的速率，预测人类的寿命 研究推测端粒酶与肿瘤的关系
第五节 DNA复制的调控
原核细胞的生长和增殖速度取决于培养条件，在不同
生长和增殖速度的细胞中DNA链延伸的速度几乎是恒定的， 但复制叉的数量不同。迅速分裂的细胞具较多复制叉，而分 裂缓慢的细胞复制叉较少并出现复制的间隙。
第五节 DNA复制的调控
真核细胞的生活周期可分为4个时期：
（1）G1：复制预备期;
（2）S：复制期;
（3）G2：有丝分裂准备期； （4）M：有丝分裂期。
DNA复制只发生在S期。
第五节 DNA复制的调控
真核细胞中DNA复制有3个水平的调控：
1.细胞生活周期水平调控，也称为限制点调控，即决定细
胞停留在G1期， 还是进入S期。——复制起点点火
5’
5’ 3’
+
3’ 复制叉到达末 3’ 端后，一条单
5’ 链被置换出来
末端碱基配对
5’
形成双链体起
3’
始点
5’
以单链为模板
3’
5’ 的DNA合成
3: 腺病毒DNA的复制
DNA是如何复制的
DNA是如何复制的DNA（脱氧核糖核酸）是构成生物体遗传信息的分子。
在细胞分裂过程中，DNA 需要复制自身，以确保每个新细胞都能够获得完整的遗传信息。
那么，DNA是如何复制的呢？半保留复制DNA复制的过程被称为半保留复制，因为每条新合成的DNA分子包含一个旧的链和一个新的链。
这种复制方式确保了遗传信息的连续性，并减少了错误的积累。
酶的作用DNA复制是由多个酶协同作用完成的。
以下是复制过程中涉及的主要酶：1.脱氧核苷酸三磷酸合成酶（DNA聚合酶）：该酶能够识别DNA模板链上的碱基，并将相应的脱氧核苷酸加入到新合成链上。
2.DNA螺旋酶：该酶能够解开DNA双螺旋结构，使得DNA链能够被复制。
3.DNA连接酶：该酶能够将新合成的DNA片段连接起来，形成完整的DNA链。
复制过程DNA复制的过程可以分为以下几个步骤：1.起始点识别：复制过程从DNA的起始点开始。
在起始点附近，DNA螺旋酶解开DNA的双螺旋结构，形成一个称为复制泡的区域。
2.RNA引物合成：DNA聚合酶根据DNA模板链上的碱基序列合成一条短的RNA引物。
3.DNA合成：DNA聚合酶利用RNA引物作为起始点，在模板链上依次加入相应的脱氧核苷酸，合成新的DNA链。
4.RNA引物去除：DNA聚合酶继续合成DNA链，同时DNA连接酶移除RNA引物，并将新合成的DNA片段连接起来。
5.终止点处理：复制过程在整个DNA分子上进行，直到达到终止点。
最后，DNA连接酶修复剩余的“缺口”，形成完整的DNA分子。
结论DNA复制是一种精确而复杂的过程，通过半保留复制方式确保了遗传信息的传递和连续性。
在细胞分裂过程中，DNA复制是不可或缺的，它确保了每个新细胞都能够获得完整的遗传信息，从而维持生物体的正常功能和遗传特征。
DNA复制PPT(共38张PPT)
在减数第二次分裂的后期
碱基互补配对原则 新复制两个子代DNA分子是在什么时间分离的？
亲代DNA分子的两条链
科学家推测：如果DNA复制以半保留方式进行，那么经过离心以后子代中将会出现 三种DNA分子：
腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
半保留复制 (3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)
亲代DNA分子
如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行 离心，结果会怎样分布？
DNA分子复制的过程
DNA的复制的定义、时间、场所
★1定义： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
★2时间： 有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期
★3场所： 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体
200/20%=1000(个) (2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核
苷酸：［1000-(200×2)］/2=300(个) (3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
（24－1）×300=4500(个)
能力提升
以含有31P标志的大肠杆菌放 入32P的培养液中，培养2代。离 心结果如右：
亲代DNA
子代DNA
复制一次
沃森和克里克推测是半保留复制模型
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：DNA 分子在复制时DNA双螺旋将解开，互补的碱基之间的 氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板游离的脱氧 核苷酸依据碱基互补配对原则通过形成氢键，结合到作 为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都 保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方 式被称作半保留复制。
例2、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制
dna的复制
DNA的复制引言DNA复制是生物体细胞分裂的重要过程，它使得一个细胞能够复制其遗传信息，并将这些信息传递给下一代细胞。
DNA 的复制是一个精确的过程，因为一旦发生错误，就会导致突变和遗传信息的丢失。
本文将介绍DNA的复制原理、过程以及与其他生物过程的关联。
DNA的结构在了解DNA的复制之前，首先需要了解DNA的结构。
DNA是由四种碱基（腺嘌呤，胸腺嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶）的排列组合构成的双链螺旋结构。
碱基通过氢键相互连接，在两条链之间形成稳定的连接。
其中两条链的排列是互补的，即碱基A与T相互配对，碱基G与C相互配对。
DNA复制的原理DNA复制是由一个酶系统驱动的复杂过程，该酶系统包括DNA聚合酶、脱氧核苷酸和其他辅助蛋白质。
复制过程中，DNA双链被解开形成两条单链，然后每条单链作为模板来合成新的互补链。
这种方式称为半保留复制，因为新合成的DNA分子保留了一个原始模板链和一个新合成链。
DNA复制的过程DNA复制主要分为三个步骤：解旋、复制和连接。
1.解旋：DNA双链的解旋是由螺旋酶负责的，它能够将双链分开，并形成两条可供复制的单链。
2.复制：在解旋之后，DNA聚合酶开始作用。
DNA聚合酶以单链作为模板，根据碱基配对规则，合成新的互补链。
复制的过程是连续的，从DNA的起始点开始，向两个方向同时进行。
复制的速度可以达到几百个核苷酸每秒。
3.连接：复制过程中，一些蛋白质能够识别并修复DNA链上的错误。
一旦复制完成，这些蛋白质还能将两条单链连接起来，形成完整的DNA双链。
DNA复制与细胞周期DNA复制与细胞周期密切相关。
在细胞周期的S期（DNA 合成期），细胞会进行DNA复制。
复制的完成是细胞周期前进的一个关键步骤，因为只有在DNA复制完成后，细胞才能进行有丝分裂。
在有丝分裂过程中，复制后的DNA被均匀地分配给两个新的细胞。
DNA复制的调控为了确保DNA复制的准确性和顺利进行，细胞发展了一套复杂的调控机制。
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一、对DNA复制的推测
最早提出的DNA复制模型有三种:
1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；
复制一次
2.半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；
复制一次
3.分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的
复制一次
二、DNA半保留复制的实验证据
15N/ 15N
重带(下部)
例如：一个DNA分子片段，经水分解消耗88个水
分子，得到多少个脱氧核苷酸？ 90
三、DNA分子复制的过程
解旋： 解旋酶催化（氢键断裂） 模板 同时进行(边解旋边复制）
以母链为模板进行碱基配对 （在DNA聚合酶的催化下，利 用游离的脱氧核苷酸进行）
形成两个子代DNA: 母链（旧链）
组成 子链（新链）
G
A
T
A
T
T G
刚解旋 C
G
通过碱基互补 G
C
配对C脱氧核苷酸
结所正合以到在母D复链NA上制A复T 制特点之A 一T是:
G边C解旋边复制G C
A
T
A
T
C
G
C
G
A
T
另一条
子代A DNTA
C
G
A
T
一A条子T代
CDNAG
G
C
G
C
A
T
A
T
形成两条完全相同的子代DNA
G
C
G
C
1.概念： DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
变通：亲代母链与子代DNA链数之比为：1/2n
含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数
之比为：2/ 2n
规律2：亲代DNA分子经 n 次复制后， 所需某种游离的脱氧核苷酸数为：
R ＝a (2 n－1) 其中 a 表示亲代DNA含有的某种
碱基数，n 表示复制的次数。
规律3：碱基总数＝失去H2O数＋2
解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示
分析。 A T
TA
GC
CG
解：根据半保留复制和碱基互补配对原则
连续第一次复制
AT
AT
DNA分子数= 2n
TA
TA
GC
GC
脱氧核苷酸链数= 2n+1
CG
CG
连续第二次复制
母链数= 2
AT
AT
AT
AT
子链数= 2n+1 ﹣2
TA
TA
TA
TA
GC
15N/ 14N
中带(中间)
14N/ 14N
轻带(上部)
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
15N/ 14N
中带(中间)
【智慧眼——寻找规律】
规律1：亲代DNA复制n代后，DNA分子 数为＿2n ＿＿，含亲代母链的DNA分子数 为＿2＿个＿，不含亲代母链的DNA分子数 为＿2＿n－＿2 ＿
GC
GC
G C 答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个
CG
CG
CG
C G DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条，
连续第n次复制 子链2n+1 ﹣2条
②一个DNA的碱基A（T、G、C）占碱基总数的a%，碱基总数为m， 连续复制n次后，共需要G（C、A、T）多少个？
解析：先求出亲代DNA中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数 等于亲代DNA胞嘧啶（C）数，再求出DNA复制n代后子链数；最后求 出DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数。 解： 因为A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，
课堂练习
1.1个DNA分子经过4次复制，形成16个DNA 分子，其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有 （）
A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个 2.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ） A.分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂间期
3.下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ ）
所以G=C=m（1/2﹣ a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等 于亲代DNA胞嘧啶数= m （1/2﹣ a%）
DNA复制n代后子链数=2n+1 ﹣2
DNA连续复制n代后需要
鸟嘌呤=[（2n+1 ﹣2 ）/2] m （1/2﹣ a%） = m （2n ﹣1）（1/2﹣ a%）
答：DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是m （2n ﹣1）（1/2﹣ a%）。
7.准确复制原因 ①DNA双链提供精确的模板
②碱基互补配对原则
8.DNA分子的复制实质(意义)？
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传 给了子代，从而保证了物种的相对稳定性， 保持了遗传信息的连续性，使得种族得以 延续。
思维拓展
Ⅰ １)复制n次后DNA个数:
Ⅱ 2n（n=复制次数）
Ⅲ
2）含母链的DNA数量及比例 2 2ｎ
2.场所： 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
3.时期： 有丝分裂间期、减数：游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）
能量：ATP
酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等
5.复制过程： 解旋→合成互补子链→形成子代DNA
6.复制特点 （1）边解旋边复制 （2）半保留复制
思维拓展
１)DNA个数: 2n（n=复制次数）
2）含母链的DNA数量及比 例 3）含母链的脱氧核苷酸链数 占总链数比
2 2ｎ
2 2n×2
4）复制n次消耗原料的量：a（２ｎ－１）
5）复制第n次消耗原料的量：a２ｎ－１
4
3
与复制有关的碱基计算
①一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？ 母链多少条？子链多少条？
A. DNA复制过程中需要酶的催化
B. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供
C. DNA 分子是边解旋复制的
D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板
4.以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后
的子链是（
）
A. “－T－A－G－”
B. “－U－A－G－”
C. “－T－A－C－”
D. “－T－U－G－”
T G
C
T 与复制 有关的酶
DNA分子利用细胞提供A的能量T，在解旋酶的作用下，
把两条扭成螺旋的双链C 解开，G 这个过程叫解旋。
A
T
T
A
T
G
A
C
G
G
G
C
C
在酶的催化下
A
T
T
氢键已被C打开
G
C
A
C
A
A A
C
亲代DGNA的 G
一条链作为模板
C
A
G
T G T T
G
T G
C T
C
T C
还未解旋
A
T
C
5.由15N标记细菌的DNA，然后又
将14N来供给这种细菌，于是该细菌便
用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂
边
半
解
保
旋
留
复
复
制
制
多
起
点
复
制
A
T
思DD考平面模式图复制过程23NN：、、有1AA复复、何制制D关N过 形系A程 成？复有 的C制AACAG何 子需主 代要G要DTTGTC哪N特些A点和基？亲本代条D件N？A
G
C
游离的 脱氧核苷酸
A
T
C
G
A
T
A
T
A
C
G
G
G
C
A
T
氢注键将意被，C 打此开处！
G
C
最早提出的DNA复制模型有三种:
1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；
复制一次
2.半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；
复制一次
3.分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的
复制一次
二、DNA半保留复制的实验证据
15N/ 15N
重带(下部)
例如：一个DNA分子片段，经水分解消耗88个水
分子，得到多少个脱氧核苷酸？ 90
三、DNA分子复制的过程
解旋： 解旋酶催化（氢键断裂） 模板 同时进行(边解旋边复制）
以母链为模板进行碱基配对 （在DNA聚合酶的催化下，利 用游离的脱氧核苷酸进行）
形成两个子代DNA: 母链（旧链）
组成 子链（新链）
G
A
T
A
T
T G
刚解旋 C
G
通过碱基互补 G
C
配对C脱氧核苷酸
结所正合以到在母D复链NA上制A复T 制特点之A 一T是:
G边C解旋边复制G C
A
T
A
T
C
G
C
G
A
T
另一条
子代A DNTA
C
G
A
T
一A条子T代
CDNAG
G
C
G
C
A
T
A
T
形成两条完全相同的子代DNA
G
C
G
C
1.概念： DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
变通：亲代母链与子代DNA链数之比为：1/2n
含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数
之比为：2/ 2n
规律2：亲代DNA分子经 n 次复制后， 所需某种游离的脱氧核苷酸数为：
R ＝a (2 n－1) 其中 a 表示亲代DNA含有的某种
碱基数，n 表示复制的次数。
规律3：碱基总数＝失去H2O数＋2
解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示
分析。 A T
TA
GC
CG
解：根据半保留复制和碱基互补配对原则
连续第一次复制
AT
AT
DNA分子数= 2n
TA
TA
GC
GC
脱氧核苷酸链数= 2n+1
CG
CG
连续第二次复制
母链数= 2
AT
AT
AT
AT
子链数= 2n+1 ﹣2
TA
TA
TA
TA
GC
15N/ 14N
中带(中间)
14N/ 14N
轻带(上部)
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
15N/ 14N
中带(中间)
【智慧眼——寻找规律】
规律1：亲代DNA复制n代后，DNA分子 数为＿2n ＿＿，含亲代母链的DNA分子数 为＿2＿个＿，不含亲代母链的DNA分子数 为＿2＿n－＿2 ＿
GC
GC
G C 答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个
CG
CG
CG
C G DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条，
连续第n次复制 子链2n+1 ﹣2条
②一个DNA的碱基A（T、G、C）占碱基总数的a%，碱基总数为m， 连续复制n次后，共需要G（C、A、T）多少个？
解析：先求出亲代DNA中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数 等于亲代DNA胞嘧啶（C）数，再求出DNA复制n代后子链数；最后求 出DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数。 解： 因为A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，
课堂练习
1.1个DNA分子经过4次复制，形成16个DNA 分子，其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有 （）
A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个 2.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ） A.分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂间期
3.下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ ）
所以G=C=m（1/2﹣ a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等 于亲代DNA胞嘧啶数= m （1/2﹣ a%）
DNA复制n代后子链数=2n+1 ﹣2
DNA连续复制n代后需要
鸟嘌呤=[（2n+1 ﹣2 ）/2] m （1/2﹣ a%） = m （2n ﹣1）（1/2﹣ a%）
答：DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是m （2n ﹣1）（1/2﹣ a%）。
7.准确复制原因 ①DNA双链提供精确的模板
②碱基互补配对原则
8.DNA分子的复制实质(意义)？
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传 给了子代，从而保证了物种的相对稳定性， 保持了遗传信息的连续性，使得种族得以 延续。
思维拓展
Ⅰ １)复制n次后DNA个数:
Ⅱ 2n（n=复制次数）
Ⅲ
2）含母链的DNA数量及比例 2 2ｎ
2.场所： 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
3.时期： 有丝分裂间期、减数：游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）
能量：ATP
酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等
5.复制过程： 解旋→合成互补子链→形成子代DNA
6.复制特点 （1）边解旋边复制 （2）半保留复制
思维拓展
１)DNA个数: 2n（n=复制次数）
2）含母链的DNA数量及比 例 3）含母链的脱氧核苷酸链数 占总链数比
2 2ｎ
2 2n×2
4）复制n次消耗原料的量：a（２ｎ－１）
5）复制第n次消耗原料的量：a２ｎ－１
4
3
与复制有关的碱基计算
①一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？ 母链多少条？子链多少条？
A. DNA复制过程中需要酶的催化
B. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供
C. DNA 分子是边解旋复制的
D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板
4.以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后
的子链是（
）
A. “－T－A－G－”
B. “－U－A－G－”
C. “－T－A－C－”
D. “－T－U－G－”
T G
C
T 与复制 有关的酶
DNA分子利用细胞提供A的能量T，在解旋酶的作用下，
把两条扭成螺旋的双链C 解开，G 这个过程叫解旋。
A
T
T
A
T
G
A
C
G
G
G
C
C
在酶的催化下
A
T
T
氢键已被C打开
G
C
A
C
A
A A
C
亲代DGNA的 G
一条链作为模板
C
A
G
T G T T
G
T G
C T
C
T C
还未解旋
A
T
C
5.由15N标记细菌的DNA，然后又
将14N来供给这种细菌，于是该细菌便
用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂
边
半
解
保
旋
留
复
复
制
制
多
起
点
复
制
A
T
思DD考平面模式图复制过程23NN：、、有1AA复复、何制制D关N过 形系A程 成？复有 的C制AACAG何 子需主 代要G要DTTGTC哪N特些A点和基？亲本代条D件N？A
G
C
游离的 脱氧核苷酸
A
T
C
G
A
T
A
T
A
C
G
G
G
C
A
T
氢注键将意被，C 打此开处！
G
C